45
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ ALS TREIBER FÜR VOLKSWIRTSCHAFTLICH RELEVANTE ÖKOSYSTEME
Bilateral diskutierte Änderungen werden oftmals nicht unmittelbar an alle Akteure kommuniziert, sodass diese auf Basis verschiedener Grundlagen arbeiten und weiter entscheiden. Das führt häufig zu Problemen in Konstruktion und Betrieb, die teilweise aufwendige Korrekturmaßnahmen erfor
dern und damit das Zeit und Kostenbudget spren
gen. Künstliche Intelligenz nimmt hier eine Schlüs selrolle ein, weil sie eine Zusammen arbeit über Organisations und Datengrenzen hinweg ermög
licht. SDaC bietet dafür erstmalig eine Lösung an, die besonders auch die zahlreichen kleinen Unternehmen in der Bauwirtschaft mitnimmt.
Lösungsansatz
Die intelligente Datenplattform dient als Basis für KIAnwendungen in allen Planungs und Ausfüh
rungsprozessen der Bauwirtschaft, um Bauvorha
ben effi zienter abzuwickeln und Nutzerbedürf
nissen besser entgegenzukommen. Dafür werden zunächst Daten von Unternehmen auf die Platt
form integriert und mithilfe von KI intelligent zusammengeführt. Aufgrund der Vielzahl von Datenformaten durch Spezialsoftware und man
gelnder Schnittstellen in der Bauwirtschaft stellt dies einen Fokus des Projekts dar. Durch die Aufbe
reitung der Daten mit KI werden im An schluss neue KIAnwendungen entwickelt. So werden mit der KIgestützten Zusammenführung von Datensät
zen aus unterschiedlichen Quellen etwa beste
hende Bauwerksmodelle erweitert bzw. die Erstel
lung dieser Modelle vereinfacht. Zudem erkennen KIAnwendungen beispielsweise Objekte oder Muster in Entwurfsmodellen, die bisher nicht maschinenlesbar waren (PDFDokumente).
Die neuen KILösungen werden auf der SDaC
Plattform für Unternehmen, Planer oder techni
sche Entwickler in der Bauwirtschaft bereitge
stellt. Um die Datensicher heit und Datenhoheit unternehmensinterner Daten zu gewährleisten, werden Rohdaten von den neu entwickelten Algo
rithmen getrennt. So wird sichergestellt, dass
Unternehmen voneinander lernen können, ohne interne Daten anderen Unternehmen zu überlassen.
Use Cases
Objekterkennung
Die KIAnwendung erkennt selbständig Objekte in Plänen, Bildern oder Daten, die bisher nicht maschinenlesbar waren. Dadurch werden Objekt
listen generiert, die als Grundlage für digitale Gebäudemodelle dienen können. Letztere bieten wiederum die Basis für weitere KIAnwendungen.
Erkennung von Gleichteilen und Mustern Planungs, Bau und Vorfertigungsprozesse wer
den effizienter, in dem eine KIAnwendung Mus
ter und Objekte desselben Produkttyps, wie z. B.
Türen, in Entwurfsmodellen automatisch erkennt.
Gleichzeitig findet eine produktübergreifende Erkennung statt, die Objekte in einem Raum zusammenfassen kann, wie z. B. die Anzahl von Fenstern. So kann bei Planungen auf bekannte Muster zurückgegriffen oder bei Lieferengpässen bestimmter Produkte automatisch erkannt wer
den, wo diese überall zum Einsatz kommen.
Planungsautomatisierung
KIAnwendungen untersuchen bestehende Pla
nungsdaten und leiten daraus Regeln ab. Einzelne Planungs schritte werden in der Folge automati
siert. Zudem überprüfen KIAlgorithmen Pla
nungsinhalte auf die Einhaltung von Normen und Regeln und schlagen bei Verstößen automa
tisch eine Lösung vor.
Vergabe
In der Bauwirtschaft kommt es durch Unsicher
heiten bei der Planung häufig zu Abweichungen von den im Vertrag geschlossenen Leistungen.
Daher analysieren KIAssistenzsysteme die bishe
rigen Bauprojekte auf im Nachhinein auftre
tende Abweichungen, um diese dann künftig zu vermeiden.
Kosten- und Terminplanung
Da es in der Baubranche oft zu Baukostenüber
schreitungen und Terminverschiebungen
kommt, stellt eine KIAnwendung exaktere Prog
nosen zu Dauer und Kosten dar. Zusätzlich wer
den realisierbare Terminvorschläge und Kosten
prognosen angeboten.
Lieferkette
Jedes Bauunternehmen erhält von seinen Liefe
ranten unterschiedliche Lieferscheine, die mit
Beschreibungen von Produkten variieren. Um die Wareneingangskontrolle effizienter zu gestalten, strukturiert, analysiert und digitalisiert eine KI
Anwendung die Begleitdokumente von Baustoff
lieferungen. Dadurch werden FalschEinbauten und so erhöhte Kosten oder Qualitätsdefizite minimiert.
Projektsteuerung und Qualitätsmanagement Um Prozesse bei der Bauüberwachung zu verein
fachen, gleicht eine KIAnwendung die Zustands
erfassungen zum aktuellen Baufortschritt, wie z. B.
Sprachnotizen, 2D und 3DMessungen, automa
tisch mit dem SollZustand ab. Der Baustellen
fortschritt und die geschätzte Verzögerung wer
den automatisch berechnet.
Ohne SDaC Mit SDaC
Bauunternehmen nutzen unterschiedliche Softwarelösun-gen. Meist wird Software genutzt, die nur für einzelne Benutzer oder für einzelne Anwendungen benutzt werden kann (Pipeline-Modell). Dabei gehen häufig Informationen in der Zusammenarbeit und beim Übergang zwischen ein-zelnen (Projekt-)Phasen und Beteiligten verloren.
Die Plattform ermöglicht eine datenbasierte und unterneh-mensübergreifende Zusammenarbeit. Fragmentierte Daten werden mithilfe von KI zusammengeführt und interpretierbar für neue KI-Lösungen gemacht.
Derzeit gibt es nur wenige KI-Lösungen speziell für die
Bedürfnisse und Anforderungen der Baubranche. Bauunternehmer haben Zugriff auf KI-Lösungen, um diese zukünftig für ihre Bauplanung effizient zu nutzen. Auf der Plattform werden KI-Anwendungen angeboten, die z. B. stark manuelle und komplexe Bauprozesse automatisieren bzw. ver-einfachen. Die Plattform bringt technische Entwickler und Pra-xispartner in der Bauwirtschaft zusammen.
Viele Entscheidungen von Bauunternehmen basieren auf subjektivem Bauchgefühl und persönlichen Erfahrungen. Es bestehen Hemmnisse gegenüber KI, weil die Anwendungen zu komplex sind.
Alle Informationen und Daten werden mithilfe von KI zusam-mengeführt, sortiert und mit neuen Informationen angereichert.
Entwickelt werden z. B. KI-Verfahren, die manuelle Tätigkeiten erleichtern. Daten werden analysiert, weiterentwickelt und för-dern durch exaktere Prognosen datenbasierte Entscheidungen.
Ansprechpartner
Institut für Technologie und Management im Baubetrieb (TMB) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT)
Svenja Oprach
svenja.oprach@kit.edu
www.sdac.tech Einen Film zum Projekt gibt es auf der Website
47
In der Industrie übersteigt die Komplexität von Anlagen, Geräten und Produkten oft das Wissen einzelner Mitarbeiter. Der Fachkräftemangel beschleunigt zu sätzlich das damit verbundene Problem des immer aufwendiger werdenden tech
nischen Services. ServiceMeis ter entwickelt eine Plattform, die es auch weniger spezialisierten Mit
arbeitern ermöglicht, anspruchsvolle Aufgaben bei der Wartung und Reparatur komplexer Industrie
anlagen zu übernehmen. Die bereitgestellten KI
basierten Services sollen mögliche Störfälle vor
her sagen und Handlungsoptionen vorschlagen.
Marktperspektive und Produktversprechen
Über die ServiceMeisterPlattform können Mittel
ständler im produzierenden Gewerbe KIbasierte Dienste für den technischen Service, wie z. B.
ChatBots, beziehen und einfach auf ihre Frage
stellungen anwenden. So soll der Übergang vom reinen Produktverkauf hin zu MachineasaSer
viceGeschäftsmodellen auch für Maschinenbau
unternehmen möglich werden, die über keine größere ITAbteilung mit ausgewiesenen KIEx
perten verfügen. Langfristig sollen diese Services auch auf weitere Anwendungsfelder wie die Auto
mobilwartung, Service für Großelektrogeräte oder den Leitungsbau übertragen werden.
Konsortium
Adolf Würth GmbH & Co. KG, Atlas Copco IAS GmbH, Beuth Hochschule für Technik Berlin, eco – Verband der Internetwirtschaft e. V., Fraun
hofer ISST, grandcentrix GmbH, inovex GmbH, Karlsruher Service Research Institute (KSRI), KEB Automation KG, Kompetenznetzwerk Trusted Cloud e. V., Krohne Messtechnik GmbH, TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG, Universität Stuttgart, USU GmbH, USU Software AG, Institut für InternetSicherheit – if(is).
Herausforderung und Innovation
Der grundlegende Wandel in der industriellen Wertschöpfung vom Verkauf von Produkten hin zu Dienst und Serviceleistungen führt dazu, dass Maschinenhersteller zunehmend auf „Machine